Cell Reports [2022 IF7.5 ]寧波大學植物病毒學研究所陳劍平院士團隊使用植物原生質體制備及轉化試劑盒（目錄號：RTU4052）發(fā)表文章
Cell Reports | 陳劍平院士/羊健研究員團隊揭示小麥與土傳病毒互作調控新機制
小麥土傳病毒病是影響我國小麥安全生產的重要病害之一，在我國黃淮海冬小麥種植區(qū)每年發(fā)病面積達2000萬畝以上。我國小麥土傳病毒病由小麥黃花葉病毒?。╓heat yellow mosaic virus, WYMV）和中國小麥花葉病毒（Chinese wheat mosaic virus, CWMV）引起，且這兩種病毒皆由土壤中的禾谷多黏菌（Polymyxa graminis）傳播。田間調查發(fā)現(xiàn)，這兩種病毒存在復合侵染現(xiàn)象，并且復合侵染區(qū)域呈現(xiàn)“北移西擴”的新趨勢。禾谷多黏菌的孢子具有很強的抗逆性，可以在土壤中長期存活。由于攜帶病毒的休眠孢子在十多年后仍然具有侵染能力，導致化學防控對這類病害幾乎無效。目前，培育抗病品種小麥仍最有效的防控措施。因此，闡明寄主防御小麥土傳病毒病的廣譜機制對可持續(xù)綠色防控病害具有重要作用。
近日，寧波大學植物病毒研究所陳劍平院士和羊健研究員團隊在Cell旗下子刊Cell Reports上發(fā)表了題為The dynamic TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90 complex modulates NLR protein-mediated antiviral immunity in wheat的研究論文，揭示了不同類型的土傳小麥病毒侵染小麥后通過編碼特定的蛋白破壞TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90免疫復合體形成，干擾NLR類蛋白穩(wěn)定性，從而促進病毒侵染的分子機制。
在該研究中，作者鑒定到一個普遍存在于高等真核生物中，且高度保守的支架蛋白TaRACK1B (the receptor for activated C-kinase 1B)。TaRACK1B作為招募眾多蛋白的平臺能夠促進不同信號分子間特異、高效傳遞，在生長發(fā)育和先天免疫過程中發(fā)揮重要的調控作用。但TaRACK1B在寄主抗病毒防御反應中的作用鮮有報道。研究發(fā)現(xiàn)過表達TaRACK1B顯著增加小麥對CWMV和WYMV抗性，而沉默或突變TaRACK1B促進CWMV和WYMV侵染，表明TaRACK1B正向調控寄主對CWMV和WYMV的抗性。
為闡明TaRACK1B在抗小麥土傳病毒侵染過程中的分子機制，研究利用LC-MS/MS以及蛋白質互作技術發(fā)現(xiàn)，TaRACK1B能夠在病毒侵染后招募TaSGT1和TaHSP90形成免疫復合體共同參與寄主HR的激活。進一步通過LC-MS/MS技術鑒定到兩個受到TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90免疫復合體調控，并且在CWMV侵染過程中發(fā)揮重要作用的NLR蛋白（TaRGA5-like 和TaRGH1A-like）。有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90免疫復合體能夠通過維持NLR蛋白的穩(wěn)定性，進而激活小麥抗病毒免疫，抑制病毒侵染。
前人研究報道表明，病原物在與寄主之間長期的“軍備競賽”過程中能夠進化出各種機制來逃逸免疫過程。因此，研究人員進一步探究了病毒因子是否會破壞寄主體內由TaRACK1B介導的抗病毒免疫反應。研究人員通過酵母三雜交、體位競爭性pull-down證實了CRP和7K能夠與TaRACK1B發(fā)生特異性互作，且互作關鍵區(qū)域與TaRACK1B-TaSGT1互作關鍵區(qū)域相同。推測CRP和7K可能競爭性結合TaRACK1B，破壞TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90復合體形成，從而抑制其介導的抗病毒免疫激活反應，有利于CWMV和WYMV的侵染。
綜上所述，在CWMV或WYMV侵染下，寄主體內TaRACK1B通過招募TaSGT1、TaHSP90等免疫相關蛋白形成TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90形成免疫復合體，該復合體通過維持NLR蛋白穩(wěn)定性，激活寄主抗病毒免疫，抑制病毒侵染。為突破抗病毒免疫機制，病毒蛋白通過競爭性結合TaRACK1B，干擾免疫復合體形成，從而抑制HR反應激活，促進自身侵染。
寧波大學植物病毒學研究所胡海超博士和張?zhí)鞜?/span>博士為論文共同第一作者，陳劍平院士、羊健研究員為論文通訊作者。該項研究得到了國家重點研發(fā)計劃、小麥產業(yè)技術體系、國家自然科學基金、浙江省重大基金、浙江省重大人才項目、國家重點實驗室培育項目等項目資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114765
文章中水稻原生質體的提取和轉化使用了RTU4052 植物原生質體制備及轉化試劑盒。